LABORATORIO DE FISICA 2 PRACTICA 6. IMPULSO - MOMENTO

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE COAHUILA[pic 1][pic 2]

FACULTAD DE CIENCIAS FISICO MATEMATICAS

LABORATORIO DE FISICA 2

PRACTICA 6. IMPULSO - MOMENTO.

Objetivo: Verificar la relación impulso - momento.

Introducción. -

En la siguiente práctica de laboratorio se realiza un experimento que consiste en impulsar un móvil, sobre un riel, conectado a i) un resorte y ii) una liga para obtener el valor de la fuerza ejercida por un factor externo; y así determinar la magnitud del impulso del móvil al inicio del recorrido como también al final, de igual manera se busca determinar el valor del momento lineal inicial y final del recorrido.

Donde el momento hace referencia al momento lineal del móvil durante su recorrido. Esta magnitud relaciona la masa del objeto con la velocidad en la que se mueve.

                                             (1)[pic 3]

Aplicando la segunda ley de Newton, podemos obtener el vector fuerza con la derivada del momento con respecto al tiempo. Obteniendo así la siguiente relación:

                           [pic 4]

       (2)                   [pic 5]

En caso dado de buscar cambiar el momento lineal de un objeto hay que aplicarle un impulso. Cuando se aumenta el momento lineal de un cuerpo, está recibiendo impulso positivo; y cuando disminuimos ese mismo momento lineal, el impulso es negativo. 

Él impulso es la magnitud que nos permite cuantificar el efecto general que tiene una fuerza que actúa en un cierto tiempo sobre un objeto.

Para una fuerza constante el impulso esta dado por la siguiente relación:

                        (3) [pic 6]

El experimento tiene como objetivo determinar la relación impulso – momento. La cual nos dice que la variación del impulso lineal es igual al impulso de la fuerza f en el intervalo de tiempo.

                          (4)[pic 7]

Partiendo de la expresión de variación de la cantidad de movimiento (obtenida de la ecuación 3).        

                                         (5)[pic 8]

y de la relación impulso – momento (4) podemos determinar que la variación de la cantidad de momento es igual a la integral del impulso de la fuerza en el intervalo de tiempo.

[pic 9]

Se toma esta aproximación debido a que la fuerza que actúa sobre la partícula es muy grande, pero de muy corta duración. El tiempo del experimento es de centésimas de segundo.

Una vez realizados todos los cálculos pertinentes se podrá concluir o no la relación entre el momento y el impulso del móvil.          

Materiales. –

Fue necesario utilizar un riel nivelado perfectamente a 0° sobre una mesa de laboratorio, de longitud de 102 cm, sobre el cual se colocó un móvil de masa de 513.5 gr al extremo final del riel.

Además, se colocó frente al extremo inicial del riel un sensor de movimiento para recabar los datos del tiempo que le toma en recorrer la longitud del recorrido al móvil. Dicho móvil fue sujetado con i) un resorte y ii) una liga, conectado a un sensor de fuerza para obtener la magnitud de la fuerza ejercida sobre este.

Para analizar los datos de la posición y velocidades obtenidas se debe tomar en cuenta la posición en la que se colocó el sensor, los datos arrojados muestran que el móvil se mueve en teoría a lo largo del eje x positivo, por lo cual los valores para observar el movimiento serán a lo largo de un marco de referencia será en los ejes positivos.

Procedimiento. –

La práctica 6 tuvo como objetivo principal verificar la relación impulso – momento. El experimento fue realizado colocando en el extremo final del riel un móvil sujeto a i) un resorte y ii) a una liga.

Una vez calibrado el sensor de fuerza, donde en primera instancia estuviese el resorte en su posición natural, y en segundo término la liga de igual manera en su posición de reposo se procedió a ejercer una fuerza sobre el móvil en dirección hacia el extremo inicial del riel para que así este se moviese de su posición inicial.

En el primer intento del experimento el resorte detiene el movimiento del móvil y gracias a su fuerza de restauración este jala el móvil de nuevo al origen, al igual que paso con la liga: Para el análisis del experimento se hace caso omiso de la segunda instancia del recorrido, utilizando entonces los valores desde que el móvil es impulsado hasta que es momentáneamente detenido por el resorte o la liga.

...